Xây dựng, hoàn thiện và sử dụng các thí nghiệm trong dạy học một số kiến thức chương "sóng cơ" - vật lý 12 theo hướng phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI

CAO TIẾN KHOA

XÂY DỰNG, HOÀN THIỆN VÀ SỬ DỤNG

CÁC THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC

CHƯƠNG “SÓNG CƠ” - VẬT LÍ 12 THEO HƯỚNG PHÁT HUY TÍNH

TÍCH CỰC VÀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH

LUẬN ÁN TIẾN SĨ GIÁO DỤC HỌC

Hà Nội - 2014

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI

CAO TIẾN KHOA

XÂY DỰNG, HOÀN THIỆN VÀ SỬ DỤNG

CÁC THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC

CHƢƠNG “SÓNG CƠ” -VẬT LÍ 12 THEO HƢỚNG PHÁT HUY TÍNH

TÍCH CỰC VÀ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH

Chuyên ngành: Lí luận và Phƣơng pháp Dạy học Bộ môn Vật lí

Mã số: 62 14 01 11

LUẬN ÁN TIẾN SĨ GIÁO DỤC HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS.TS. Phạm Xuân Quế

2. PGS.TS. Nguyễn Văn Khải

Hà Nội - 2014

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu,

kết quả nêu trong luận án là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong

bất kì một công trình khoa học nào khác.

Tác giả luận án

Cao Tiến Khoa

ii

LỜI CẢM ƠN

Tác giả luận án xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Phòng Quản lí

khoa học, Ban Chủ nhiệm Khoa Vật lí và Bộ môn Phƣơng pháp dạy học Vật

lí Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội, Trƣờng Đại học Sƣ phạm – Đại học Thái

Nguyên và các trƣờng THPT - nơi tiến hành thực nghiệm đề tài Luận án.

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Phạm Xuân Quế và

PGS. TS Nguyễn Văn Khải đã tận tình hƣớng dẫn, động viên, giúp đỡ tác giả

trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành Luận án.

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy cô trong Khoa Vật lí

Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội đã dành nhiều thời gian góp ý cho tác giả

trong thời gian nghiên cứu và hoàn thiện Luận án.

Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình, bạn bè,

những ngƣời đã giúp đỡ, động viên tác giả trong thời gian nghiên cứu và hoàn

thành Luận án này.

Tác giả luận án

Cao Tiến Khoa

iii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

1. BCHTW Ban chấp hành trung ƣơng

2. DHVL Dạy học vật lí

3. ĐHQG Đại học Quốc gia

4. ĐHSP Đại học Sƣ phạm

5. GV Giáo viên

6. HS Học sinh

7. KHGD Khoa học giáo dục

8. NCVL Nghiên cứu vật lí

9. PH&GQVĐ Phát hiện và giải quyết vấn đề

10. PTDH Phƣơng tiện dạy học

11. QTDH Quá trình dạy học

12. SGK Sách giáo khoa

13. TBTN Thiết bị thí nghiệm

14. TN Thí nghiệm

15. TNSP Thực nghiệm sƣ phạm

16. THCS Trung học cơ sở

17. THPT Trung học phổ thông

iv

MỤC LỤC

Trang

Trang bìa phụ

Lời cam đoan.................................................................................................................i

Lời cảm ơn ...................................................................................................................ii

Mục lục....................................................................................................................... iii

Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt ................................................................................ viii

Danh mục các bảng .....................................................................................................ix

Danh mục các hình vẽ, đồ thị......................................................................................ix

MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1

Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU........................................ 6

1.1. CÁC NGHIÊN CỨU Ở NƢỚC NGOÀI............................................................. 6

1.1.1. Các nghiên cứu về vấn đề phát triển tính tích cực, sáng tạo của HS ...............6

1.1.2. Các nghiên cứu về thiết bị thí nghiệm vật lí dành cho dạy học sóng cơ..........8

1.2. CÁC NGHIÊN CỨU TRONG NƢỚC .............................................................. 10

1.2.1. Các nghiên cứu về vấn đề phát triển tính tích cực và sáng tạo của HS .........10

1.2.2. Các nghiên cứu về TBTN vật lí trong dạy học sóng cơ.................................10

Chƣơng 2: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI............................ 13

2.1. PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, NĂNG LỰC SÁNG TẠO ............................. 13

2.1.1. Phát huy tính tích cực của học sinh................................................................13

2.1.1.1. Tính tích cực, tính tích cực nhận thức.......................................................13

2.1.1.2. Những biểu hiện của tính tích cực của HS trong học tập..........................13

2.1.1.3. Những tiêu chí đánh giá tính tích cực nhận thức của HS trong giờ học ...15

2.1.1.4. Các biện pháp phát huy tính tích cực nhận thức .......................................16

2.1.2. Phát triển năng lực sáng tạo của HS ..............................................................16

2.1.2.1. Khái niệm năng lực sáng tạo .....................................................................16

2.1.2.2. Các biểu hiện của năng lực sáng tạo .........................................................19

2.1.2.3. Tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo..........................................................20

2.1.2.4. Các biện pháp hình thành và phát triển năng lực sáng tạo của HS ...........21

2.2. TỔ CHỨC DẠY HỌC VẬT LÍ PHỎNG THEO CON ĐƢỜNG NGHIÊN

CỨU VẬT LÍ............................................................................................................ 24

2.2.1. Quá trình nhận thức trong khoa học vật lí và trong dạy học vật lí ................24

2.2.2. Tổ chức dạy học vật lí phỏng theo con đƣờng nghiên cứu vật lí...................27

2.2.2.1. Cơ sở tâm lí học của việc tổ chức quá trình nhận thức vật lí....................27

2.2.2.2. Tổ chức dạy học PH&GQVĐ phỏng theo con đƣờng nghiên cứu vật lí ..28

2.3. VAI TRÕ CỦA THÍ NGHIỆM TRONG QUÁ TRÌNH NHẬN THỨC VẬT LÍ.... 35

v

2.3.1. Vai trò của thí nghiệm trong việc tổ chức quá trình nhận thức vật lí một

cách khoa học...........................................................................................................35

2.3.1.1. Vai trò của thí nghiệm trong các giai đoạn nhận thức vật lí .....................35

2.3.1.2. Sự cần thiết sử dụng phối hợp các loại phƣơng tiện dạy học trong

việc tổ chức quá trình nhận thức vật lí một cách khoa học ....................................36

2.3.2. Vai trò của thí nghiệm trong việc tổ chức quá trình nhận thức vật lí một

cách tích cực sáng tạo ..............................................................................................40

2.3.3. Đề xuất hệ thống các biện pháp sử dụng phối hợp thí nghiệm truyền thống

và kĩ thuật số trong việc tổ chức quá trình nhận thức vật lí một cách tích cực,

sáng tạo.....................................................................................................................42

2.4. THỰC TẾ DẠY HỌC CHƢƠNG “SÓNG CƠ” Ở THPT ................................ 47

2.4.1. Mục tiêu cần đạt đƣợc trong dạy học các kiến thức của chƣơng “Sóng cơ”......48

2.4.2. Khảo sát thực trạng dạy học chƣơng “Sóng cơ” ở trƣờng THPT .......................51

2.4.2.1. Mục đích khảo sát .....................................................................................51

2.4.2.2. Nội dung khảo sát......................................................................................51

2.4.2.3. Phƣơng pháp điều tra khảo sát ..................................................................51

2.4.2.4. Kết quả điều tra .........................................................................................52

KẾT LUẬN CHƢƠNG 2........................................................................................... 56

Chƣơng 3: XÂY DỰNG, HOÀN THIỆN CÁC THÍ NGHIỆM VÀ THIẾT KẾ

TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC CHƢƠNG “SÓNG CƠ” VẬT

LÍ 12 NHẰM PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC, SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH........ 57

3.1. QUY TRÌNH XÂY DỰNG VÀ HOÀN THIỆN THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM

TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ.................................................................................... 57

3.1.1. Các yêu cầu chung đối với thiết bị thí nghiệm ..............................................57

3.1.1.1. Yêu cầu về mặt khoa học và kĩ thuật ........................................................57

3.1.1.2. Yêu cầu về mặt sƣ phạm ...........................................................................57

3.1.1.3. Yêu cầu về kinh tế.....................................................................................58

3.1.1.4. Yêu cầu về thẩm mĩ...................................................................................58

3.1.1.5. Các yêu cầu đối với thiết bị thí nghiệm biểu diễn và thực tập..................58

3.1.2. Quy trình xây dựng thiết bị thí nghiệm trong dạy học vật lí..........................59

3.2. XÂY DỰNG VÀ HOÀN THIỆN CÁC THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM TRUYỀN

THỐNG VÀ KĨ THUẬT SỐ NHẰM HỖ TRỢ DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN

THỨC CHƢƠNG “SÓNG CƠ” VẬT LÍ 12 ............................................................ 59

3.2.1. Xây dựng và hoàn thiện thiết bị thí nghiệm giao thoa sóng nƣớc .................59

3.2.1.1. Thiết bị thí nghiệm nguồn dao động .........................................................61

a) Sự cần thiết phải chế tạo TBTN nguồn dao động............................................61

vi

b) Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của TBTN nguồn dao động ........................62

c) Kết quả thử nghiệm đánh giá ...........................................................................63

d) Đề xuất sử dụng ...............................................................................................63

3.2.1.2. Thiết bị thí nghiệm máy phát tần số kép ...................................................64

a) Sự cần thiết phải chế tạo TBTN máy phát tần số kép......................................64

b) Cấu tạo máy phát tần số kép ............................................................................65

c) Kết quả thử nghiệm và đánh giá ......................................................................66

d) Đề xuất sử dụng ...............................................................................................66

3.2.1.3. Thiết bị thí nghiệm đèn hoạt nghiệm ........................................................67

a) Sự cần thiết phải chế tạo đèn hoạt nghiệm ......................................................67

b) Cấu tạo của TBTN đèn hoạt nghiệm ...............................................................70

c) Kết quả thử nghiệm và đánh giá ......................................................................71

d) Đề xuất sử dụng ...............................................................................................71

3.2.1.4. Các thí nghiệm có thể tiến hành với thiết bị thí nghiệm giao thoa sóng nƣớc....72

3.2.2. Chế tạo thiết bị thí nghiệm khảo sát hiệu ứng Đốpple...................................79

3.2.2.1. Sự cần thiết phải chế tạo thiết bị thí nghiệm khảo sát định lƣợng hiệu

ứng Đốpple ............................................................................................................79

3.2.2.2. Các yêu cầu đối với thiết bị thí nghiệm khảo sát định lƣợng hiệu ứng

Đốpple ....................................................................................................................80

3.2.2.3. Thiết kế và chế tạo TBTN.........................................................................80

3.2.2.4. Kết quả thử nghiệm và đánh giá................................................................83

3.2.2.4. Các thí nghiệm có thể tiến hành với thiết bị thí nghiệm khảo sát định

lƣợng hiện tƣợng Đốpple .......................................................................................84

3.3. THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC VỀ SÓNG CƠ

TRÊN CƠ SỞ SỬ DỤNG CÁC THÍ NGHIỆM TRUYỀN THỐNG VÀ KĨ

THUẬT SỐ ĐÃ ĐƢỢC XÂY DỰNG VÀ HOÀN THIỆN..................................... 86

3.3.1. Đặc điểm việc xây dựng kiến thức chƣơng “Sóng cơ”..................................86

3.3.2. Nội dung 1: Sóng dừng ..................................................................................87

3.3.2.1. Phân tích con đƣờng tổ chức hoạt động nhận thức kiến thức về đặc

điểm của hiện tƣợng sóng dừng .............................................................................87

3.3.2.2. Sơ đồ lôgíc tiến trình khoa học xây dựng các kiến thức về đặc điểm

của hiện tƣợng sóng dừng ......................................................................................89

3.3.3.3. Tiến trình dạy học khảo sát đặc điểm của hiện tƣợng sóng dừng.............90

3.3.3. Nội dung 2: Giao thoa sóng nƣớc ..................................................................92

3.3.3.1. Phân tích con đƣờng tổ chức hoạt động nhận thức các kiến thức về hiện

tƣợng giao thoa sóng nƣớc và điều kiện xảy ra hiện tƣợng giao thoa sóng nƣớc.........92

vii

3.3.3.2. Sơ đồ lôgic tiến trình khoa học xây dựng kiến thức “Giao thoa sóng cơ” ......97

3.3.4. Nội dung 3: Những đặc trƣng của âm.........................................................102

3.3.4.1. Phân tích con đƣờng tổ chức hoạt động nhận thức kiến thức về Những

đặc trƣng của âm ..................................................................................................102

3.3.4.2. Sơ đồ lôgíc tiến trình khoa học xây dựng kiến thức theo con đƣờng

thực nghiệm “Những đặc trƣng của âm”..............................................................104

3.3.4.3. Tiến trình dạy học xây dựng kiến thức “Những đặc trƣng của âm” .......104

3.3.5. Nội dung 4: Hiệu ứng Đốpple.....................................................................106

3.3.5.1. Phân tích con đƣờng tổ chức hoạt động nhận thức kiến thức về hiệu

ứng Đốpple ...........................................................................................................106

3.3.5.2. Sơ đồ lôgíc tiến trình khoa học xây dựng kiến thức hiệu ứng Đốpple ...108

3.3.5.3. Tiến trình dạy học kiến thức về hiện tƣợng Đốpple................................109

KẾT LUẬN CHƢƠNG 3......................................................................................... 111

Chƣơng 4: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM............................................................. 113

4.1. MỤC ĐÍCH, ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 113

4.1.1. Mục đích, nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm..................................................113

4.1.2. Đối tƣợng và phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm.......................................113

4.1.3. Thời gian, địa điểm và công tác chuẩn bị thực nghiệm sƣ phạm.................114

4.2. PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ............ 115

4.2.1. Xây dựng các tiêu chí đánh giá kết quả thực nghiệm sƣ phạm ...................115

4.2.2. Đánh giá định tính........................................................................................117

4.2.2.1. Nội dung 1: Sóng dừng và các đặc trƣng ................................................117

4.2.2.2. Nội dung 2: Giao thoa sóng cơ................................................................122

4.2.2.3. Nội dung 3: Sóng âm: Những đặc trƣng của âm.....................................127

4.2.2.4. Nội dung 4: Hiệu ứng Đốpple .................................................................128

4.2.3. Đánh giá định lƣợng.....................................................................................130

KẾT LUẬN CHƢƠNG 4......................................................................................... 135

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................... 136

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ ................ 138

TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 139

PHỤ LỤC.................................................................................................................. P1

Phiếu điều tra ......................................................................................................... P1

Đề kiểm tra thực nghiệm ....................................................................................... P3

Một số hình ảnh thực nghiệm sƣ phạm ................................................................. P9

viii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 4.1. Thông tin về lớp thực nghiệm và lớp đối chứng ...................................... 114

Bảng 4.2a. Các biểu hiện của HS trong giờ dạy Khảo sát đặc điểm của sóng dừng....... 120

Bảng 4.2b. Các biểu hiện của tính tích cực nhận thức của HS trong giờ học Khảo sát

đặc điểm của sóng dừng........................................................................... 121

Bảng 4.2c. Các biểu hiện của tính sáng tạo của HS trong giờ học Khảo sát đặc điểm

của sóng dừng.......................................................................................... 122

Bảng 4.2d. Các biểu hiện của HS trong giờ dạy Giao thoa sóng cơ ........................ 124

Bảng 4.2đ. Các biểu hiện tính tích cực của HS trong giờ học Giao thoa sóng cơ ........ 125

Bảng 4.2e. Các biểu hiện tính sáng tạo của HS trong giờ học Giao thoa sóng cơ ....... 126

Bảng 4.2f. Các biểu hiện tính tích cực của HS Trong giờ học Sóng âm: Những

đặc trƣng của âm .................................................................................... 127

Bảng 4.2g. Các biểu hiện tính tích cực của HS trong giờ học Hiệu ứng Đốpple ......... 129

Bảng 4.3. Bảng ma trận đề kiểm tra phần “Sóng cơ" ............................................... 131

Bảng 4.4. Thống kê điểm số kiểm tra....................................................................... 131

Bảng 4.4a. Tần suất lũy tích hội tụ lùi (theo số lƣợng) ............................................ 132

Bảng 4.4b. Tần suất lũy tích hội tụ lùi (theo phần trăm).......................................... 132

Bảng 4.4c. Tổng hợp các thông số thông kê............................................................. 133

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ

Trang

Hình 2.1. Chu trình sáng tạo khoa học theo V.G. Razumôpxki .........................................24

Hình 3.1 Nguồn sóng sử dụng trong TN giao thoa sóng nƣớc ............................................63

Hình 3.2 Sơ đồ khối cấu tạo của máy phát tần số kép.........................................................65

Hình 3.3 Hình ảnh máy phát tần số kép đã đƣợc ghép nối máy tính...................................67

Hình 3.4 Bộ TN đèn hoạt nghiệm........................................................................................70

Hình 3.5 Giao diện modul khảo sát độ lệch pha giữa các dao động....................................73

Hình 3.6 Mô đun M1 ...........................................................................................................80

Hình 3.7 Bộ TN khảo sát hiện tƣợng Đốpple ......................................................................81

Hình 3.8 Chi tiết khối động lực trong Mô đun M1..............................................................81

Hình 3.9 Giao diện phần mềm ghép nối và xử lý số liệu thực nghiệm ...............................83

Đồ thị 4.1. Trường THPT Đại Từ năm học 2010 - 2011..................................................133

Đồ thị 4.2. Trường THPT Đại Từ năm học 2011 - 2012...................................................133

Đồ thị 4.3. Trường THPT Gang Thép năm học 2010 – 2011............................................133

Đồ thị 4.4. Trường THPT Gang Thép năm học 2011 – 2012............................................133

1

MỞ ĐẦU

1. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Mục đích, nhiệm vụ cơ bản của giáo dục trong thời kì công nghiệp hóa, hiện đại

hóa ở nƣớc ta là nhằm đào tạo những con ngƣời phát triển toàn diện, năng động và

sáng tạo. Muốn thực hiện đƣợc mục đích, nhiệm vụ cơ bản đó, cần phải giải quyết

một cách đồng bộ hàng loạt vấn đề, trong đó phƣơng pháp giáo dục và đào tạo là

một vấn đề có vị trí đặc biệt quan trọng. Phƣơng pháp giáo dục cần phải hƣớng vào

việc khơi dậy, rèn luyện và phát triển khả năng độc lập, tự lực, sáng tạo của HS, tạo

cho HS những khả năng và cơ hội phát triển, đáp ứng đƣợc những yêu cầu của một

xã hội mà khoa học kĩ thuật đang phát triển nhanh chóng ở trình độ cao, và đang

phải chấp nhận gay gắt về mọi mặt để tồn tại và phát triển trong bối cảnh toàn cầu

hóa hiện nay [6] [70] .

Điều 27, khoản 1 và 4 Luật Giáo dục (2005) ghi rõ: Mục tiêu của giáo dục phổ

thông là giúp HS phát triển toàn diện về đạo đức, trí tuệ, thể chất, thẩm mỹ và các

kỹ năng cơ bản, phát triển năng lực cá nhân, tính năng động và sáng tạo, hình thành

nhân cách con ngƣời Việt Nam xã hội chủ nghĩa, xây dựng tƣ cách và trách nhiệm

công dân; chuẩn bị cho HS tiếp tục học lên hoặc đi vào cuộc sống lao động, tham

gia xây dựng và bảo vệ Tổ quốc.

Giáo dục THPT nhằm giúp HS củng cố và phát triển những kết quả của giáo dục

THCS, hoàn thiện học vấn phổ thông và có những hiểu biết thông thƣờng về kỹ

thuật và hƣớng nghiệp, có điều kiện phát huy năng lực cá nhân để lựa chọn hƣớng

phát triển, tiếp tục học đại học, cao đẳng, trung cấp, học nghề hoặc đi vào cuộc sống

lao động.

Điều 28, khoản 2 yêu cầu về nội dung, phƣơng pháp giáo dục phổ thông:

“Phƣơng pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động,

sáng tạo của HS; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dƣỡng

phƣơng pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm; rèn luyện kỹ năng vận dụng

kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập

cho HS”.

2

Hội nghị BCHTƢ Đảng lần thứ 8 khóa XI (2013) đã thông qua Nghị quyết về đổi

mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện

đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trƣờng, định hƣớng xã hội chủ nghĩa và hội nhập

quốc tế. Nghị quyết đã chỉ rõ nhiệm vụ, biện pháp: “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ

phƣơng pháp dạy và học theo hƣớng hiện đại; phát huy tính tích cực, chủ động,

sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năng của ngƣời học; khắc phục lối truyền thụ áp

đặt một chiều, ghi nhớ máy móc. Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích

tự học, tạo cơ sở để ngƣời học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, phát triển

năng lực”[92]

Lí luận dạy học hiện đại chỉ ra rằng: Để đáp ứng đƣợc mục tiêu đề ra về phát

triển năng lực hoạt động (đặc biệt là năng lực sáng tạo) thông qua dạy học, trong

dạy học, HS phải là chủ thể tích cực của quá trình nhận thức, chủ động chiếm lĩnh

kiến thức phỏng theo quá trình nhận thức của các nhà nghiên cứu. Các nghiên cứu

về lí luận dạy học vật lí ở trƣờng phổ thông cũng chỉ ra nhiều phƣơng pháp dạy học

tích cực có vai trò quan trọng trong việc phát huy tính tích cực nhận thức, năng lực

sáng tạo của HS, trong số đó dạy học PH&GQVĐ là PPDH có hiệu quả cao trong

việc rèn luyện cho HS tƣ duy gần với quá trình nhận thức của nhà khoa học. Mặt

khác, thực nghiệm có vai trò hết sức quan trọng trong NCVL cho nên trong DHVL

phƣơng pháp thực nghiệm cũng đƣợc coi là PPDH cơ bản phát triển tƣ duy, năng

lực sáng tạo của HS. Vì vậy, trong dạy học vật lí, Dạy học PH&GQVĐ cần phối

hợp chặt chẽ với phƣơng pháp thực nghiệm để đạt đƣợc hiệu quả cao trong phát huy

tính tích cực, năng lực sáng tạo của HS.

Qua tìm hiếu thực tế dạy học môn vật lí ở các trƣờng hiện nay, chúng tôi nhận thấy

việc sử dụng các thí nghiệm trong dạy học các kiến thức về Sóng cơ (Vật lí 12) còn

có nhƣợc điểm nhƣ: thiếu các thiết bị thí nghiệm để tiến hành các thí nghiệm định

lƣợng cần thiết; chƣa khai thác đúng vai trò của thí nghiệm mô phỏng trong quá trình

hình thành một số kiến thức liên quan đến các quá trình vi mô.

Các nhƣợc điểm đó dẫn đến những hạn chế trong tổ chức dạy học theo hƣớng

phát huy tính tích cực, năng lực sáng tạo của HS ví dụ nhƣ còn có những áp đặt

trong quá trình tổ chức hoạt động nhận thức; có những nội dung kiến thức đƣợc

hình thành chƣa mang tính khoa học cao.

3

Từ các lí do trên, chúng tôi đã chọn vấn đề “Xây dựng, hoàn thiện và sử dụng các

thí nghiệm trong dạy học một số kiến thức chƣơng “Sóng cơ” Vật lí 12 theo hƣớng

phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh” làm đề tài

nghiên cứu của luận án.

2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Xây dựng, hoàn thiện và sử dụng các TN trong tiến trình dạy học PH&GQVĐ

phỏng theo con đƣờng nghiên cứu vật lí một số kiến thức về Sóng cơ - vật lí 12,

theo hƣớng phát huy tính tích cực, sáng tạo và góp phần nâng cao kết quả học tập

của HS.

3. KHÁCH THỂ VÀ ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU

- Khách thể nghiên cứu: QTDH một số kiến thức về Sóng cơ - Vật lí 12.

- Đối tƣợng nghiên cứu: Các TN và việc xây dựng, sử dụng chúng trong quá trình

tổ chức dạy học PH&GQVĐ một số kiến thức về Sóng cơ - vật lí 12 phỏng theo con

đƣờng NCVL.

4. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC

Nếu tổ chức quá trình dạy học PH&GQVĐ phỏng theo con đƣờng nghiên cứu vật

lí đối với một số kiến thức chƣơng “Sóng cơ” - Vật lí 12 và xây dựng, hoàn thiện,

sử dụng các TN đáp ứng yêu cầu của việc tổ chức này thì có thể phát huy tính tích

cực, sáng tạo và nâng cao kết quả học tập của HS.

5. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

Để đạt đƣợc mục đích, đề tài có các nhiệm vụ nghiên cứu sau:

- Nghiên cứu lý luận về việc tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, sáng tạo của

HS trong dạy học PH&GQVĐ phỏng theo con đƣờng NCVL và vị trí của TNVL

trong tiến trình dạy học PH&GQVĐ.

- Nghiên cứu mục tiêu dạy học, nội dung một số kiến thức chƣơng “Sóng cơ” -

Vật lí 12 từ đó xác định các TN cần xây dựng và sử dụng trong dạy học

PH&GQVĐ phỏng theo con đƣờng NCVL.

- Nghiên cứu thực trạng: Phƣơng pháp dạy học, thực trạng TN và việc sử dụng

chúng nhằm xác định các khó khăn mà GV và HS gặp phải trong QTDH

PH&GQVĐ.

4

- Xây dựng và hoàn thiện các TN cần đƣợc sử dụng trong dạy học một số kiến

thức chƣơng “Sóng cơ” đáp ứng yêu cầu việc tổ chức quá trình dạy học

PH&GQVĐ phỏng theo con đƣờng NCVL.

- Soạn thảo các tiến trình dạy học PH&GQVĐ có sử dụng TN đã xây dựng và

hoàn thiện, phỏng theo con đƣờng NCVL đối với một số kiến thức về sóng cơ theo

hƣớng phát huy tính tích cực, sáng tạo và nâng cao kết quả học tập của HS.

- Thực nghiệm sƣ phạm đánh giá tính khả thi của tiến trình dạy học đã soạn

thảo nói chung và của các TN đã xây dựng nói riêng, từ đó, sửa đổi, bổ sung và

hoàn thiện tiến trình dạy học cũng nhƣ các TN. Kết quả TNSP cũng đƣợc dùng làm

cơ sở để bƣớc đầu đánh giá hiệu quả của tiến trình dạy học nói chung và của các TN

nói riêng đối với việc phát triển tính tích cực và năng lực sáng tạo của HS cũng nhƣ

đánh giá kết quả học tập của HS.

6. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Để hoàn thành các nhiệm vụ, đề tài đã sử dụng phối hợp các phƣơng pháp nghiên

cứu sau:

- Phƣơng pháp nghiên cứu lí thuyết

* Nghiên cứu các tài liệu đã đƣợc công bố ở trong và ngoài nƣớc để làm cơ sở lí

luận việc vận dụng phƣơng pháp dạy học PH&GQVĐ, vai trò vị trí của TN trong

phƣơng pháp dạy học này.

* Nghiên cứu các tài liệu, SGK, sách giáo viên, sách bài tập, các sách tham khảo

về dao động và sóng cơ và về các TN sóng cơ.

- Phƣơng pháp điều tra khảo sát thực tế, thu thập thông tin về QTDH chƣơng

“Sóng cơ” –Vật lí 12 THPT.

- Phƣơng pháp lấy ý kiến của các chuyên gia, tham khảo các kinh nghiệm của các

GV dạy giỏi, dạy học lâu năm ở các trƣờng THPT.

- Thực nghiệm trong phòng TN, thiết kế chế tạo các TBTN, thử nghiệm các

phƣơng án TN trong phòng TN.

- Thực nghiệm sƣ phạm ở trƣờng phổ thông.

- Phƣơng pháp thống kê toán học, xử lí đánh giá kết quả điều tra và thực nghiệm

sƣ phạm.

5

7. KẾT QUẢ VÀ ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN ÁN

- Làm rõ nội hàm khái niệm “Dạy học PH&GQVĐ phỏng theo con đƣờng

NCVL”. Trên cơ sở đó, xây dựng TBTN để đáp ứng đƣợc các yêu cầu của dạy học

PH&GQVĐ phỏng theo con đƣờng NCVL.

- Chế tạo đƣợc 4 TBTN gồm: Máy phát tần số kép, nguồn dao động cơ độc lập;

đèn hoạt nghiệm có điều khiển thời gian sáng tắt; Bộ TBTN ghép nối với máy tính,

khảo sát hiện tƣợng Đốpple sóng âm; nhờ đó, đã xây dựng đƣợc phƣơng án sử dụng

chúng trong dạy học PH&GQVĐ phỏng theo con đƣờng NCVL đối với một số kiến

thức về sóng cơ ở lớp 12. Trong đó, TBTN máy phát tần số kép và nguồn dao động

cơ độc lập, đƣợc chế tạo dựa trên phƣơng án hoàn toàn mới.

- Triển khai nghiên cứu một số đặc điểm quan trọng của dạy học vật lí phỏng

theo con đƣờng NCVL nhƣ đã nêu trên thông qua việc đề xuất tiến trình khoa học

xây dựng một số kiến thức về Sóng cơ - Vật lí 12. Trong các tiến trình khoa học xây

dựng kiến thức trên cần phải sử dụng các TN mới từ 4 TBTN đã chế tạo cũng nhƣ

sử dụng các TN mô phỏng. Các tiến trình học xây dựng kiến thức và các TBTN mới

đã đƣợc TNSP khẳng định tính khả thi và hiệu quả của chúng đối với việc phát triển

hoạt động học tích cực và sáng tạo, góp phần nâng cao kết quả học tập của HS.

8. CẤU TRÖC LUẬN ÁN

Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, phụ lục, Luận án gồm 4 chƣơng

Chƣơng 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu

Chƣơng 2. Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài

Chƣơng 3. Xây dựng, hoàn thiện các thí nghiệm và thiết kế tiến trình dạy học một

số kiến thức chƣơng “Sóng cơ” Vật lí 12 nhằm phát huy tính tích cực, sáng tạo của

học sinh

Chƣơng 4. Thực nghiệm sƣ phạm